Вращающаяся чёрная дыра

18.12.2020

Вращающаяся чёрная дыра — это чёрная дыра, которая обладает моментом импульса. А именно, она вращается вокруг одной из своих осей симметрии.

Типы чёрных дыр

Известны четыре чёрные дыры, которые помогают представить решения Эйнштейновских уравнений, описывающими силу тяжести в общей теории относительности. Две из них вращаются: чёрные дыры Керра и Керра-Ньюмена. Считается, что каждая чёрная дыра быстро разрушается и становится стабильной чёрной дырой, и, по теореме об отсутствии волос, (кроме квантовых флуктуаций) стабильные чёрные дыры могут быть полностью описаны в любой момент времени этими одиннадцатью числами:

  • эквивалентность массы и энергии М,
  • импульс Р (три компонента),
  • момент импульса J (три компонента),
  • радиус-вектор х (три компонента),
  • электрический заряд Q.

Эти числа представляют собой сохраняющиеся свойства объекта, которые можно определить с расстояния путём изучения его электромагнитных и гравитационных полей. Все остальные изменения чёрной дыры либо уйдут на бесконечность или будут проглочены чёрной дырой. Это потому, что всё, что происходит в пределах горизонта событий чёрной дыры не может повлиять на события вне её.

Следуя из этих характеристик, четыре вида чёрных дыр могут быть определены следующим образом:

Образование

Вращающиеся чёрные дыры образуются при гравитационном коллапсе массивных вращающихся звёзд или при коллапсе скопления звёзд или газа с общим моментом импульса отличным от нуля. Так как большинство звёзд вращается, предполагается, что и большинство чёрных дыр в природе являются вращающимися чёрными дырами. В конце 2006 года астрономы сообщили оценочные показатели скорости вращения чёрных дыр в Астрофизическом журнале. Чёрная дыра в Млечном пути, GRS 1915+105, может вращаться 1,150 раз в секунду, не приближаясь к теоретическому верхнему пределу.

Связь с гамма-всплесками

Образование вращающейся чёрной дыры из гиперновой звезды принято рассматривать как выбросы гамма-всплесков.

Преобразования в чёрную дыру Шварцшильда

Вращающаяся чёрная дыра может производить большое количество энергии за счёт своей вращательной энергии. Это происходит через процесс Пенроуза в эргосфере чёрной дыры, область за пределами горизонта событий. В этом случае вращающаяся чёрная дыра постепенно уменьшается до Шварцшильдовской чёрной дыры — минимальной формы, от которой невозможно получить никакой энергии. Однако скорость вращения Керровской чёрной дыры никогда не достигнет нуля.

Метрика Керра и метрика Керра-Ньюмена

Понятие вращающейся чёрной дыры является решением уравнения Эйнштейна. Есть два известных точных решения — метрика Керра и решение Керра-Ньюмена, которые предположительно представляют все решения вращающихся чёрных дыр во внешней области.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна